KR101127693B1 - 고단차 패턴 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고단차 패턴 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 고단차 패턴 제조 방법은, (S1) 기재 상에 고단차 패턴을 형성하기 위해, 상기 고단차 패턴과 상보적인 패턴이 형성된 탄성몰드를 기재 상면에 면하도록 배치하는 단계; (S2) 상기 탄성몰드의 일단 측면에 패턴 형성용 물질을 주입시켜 상기 탄성몰드에 형성된 패턴의 음각부에 상기 패턴 형성용 물질이 채워지도록 하는 단계; (S3) 상기 탄성몰드의 패턴 음각부에 채워진 패턴 형성용 물질을 경화시키면서 상기 기재 상에 고정시키는 단계; 및 (S4) 상기 기재 상면으로부터 상기 탄성몰드를 분리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 종래의 롤프린팅 등의 방법에 의해서는 기재 상면에 고단차 패턴을 형성하는 것이 어렵고, 원하지 않는 부분에 패턴이 형성되는 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 그 제조 방법이 간이하여 공정상의 간편성 및 이러한 제조 방법을 통해 제조된 고단차 패턴이 형성된 필름을 이용하면 디스플레이 장치에서의 성능 개선에 기여할 수 있는 장점이 있다.

고단차, 시야각, 패턴, 마스터몰드, 탄성몰드

Description

고단차 패턴 제조 방법{Manufacturing for method of pattern having high aspectio ratio}

본 발명은 고단차 패턴 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기재 상에 형성하는 패턴의 단차를 개선하고, 필요한 부분에만 명확하게 패턴을 형성하기 위해 패턴 형성 물질을 탄성 몰드의 일측면으로부터 주입시킨 후 경화시켜 기재 상에 고정된 고단차 패턴을 형성하는 고단차 패턴 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 기재 상면에 일정한 패턴을 형성하는 방법으로는, 음각의 패턴이 형성된 스탬프를 이용하여 음각 인쇄(gravure) 방법이 이용되고 있다. 먼저, 음각 패턴이 형성된 스탬프에 패터닝하고자 하는 물질(이하 '잉크'라 한다)을 도포한 후, 닥터 블레이드 등의 나이프를 사용하여 돌출된 양각부에 있는 잔여 물질을 제거한 뒤, 기재에 패턴을 인쇄하게 된다. 종래 이러한 음각 인쇄에 사용된 스탬프는, 강철 재질 등의 하드형이었으나, 최근 들어 하드형 대신에 그 제조 및 교체가 용이한 탄성형 재질이 주로 사용되고 있으며, 이를 탄성체 스탬프라고 칭하기도 한다. 이하에서는 이와 관련하여 탄성체 스탬프로 통일하여 사용하기로 한다.

종래의 인쇄용 탄성체 스탬프는 폴리디메틸실록산과 같은 상용하는 물질로 제조되어 사용되고 있다. 이러한 탄성체 스탬프는 음각 또는 양각의 인쇄패턴이 형성된 인쇄부와 그 하부에서 인쇄부를 지지하는 지지부로 이루어지고 있다. 탄성체 스탬프 상부에 인쇄 잉크가 도포되면, 일차적으로 인쇄잉크가 음각부 내로 잉크가 채워지며, 잉크가 과도한 경우에는 양각부의 상부에도 잉크가 잔류하게 된다. 선명한 패턴 인쇄를 진행하기 위해 클리셰를 이용하여 양각부 상부에 잔류된 잉크를 제거한 후, 원하는 기재 상면에 탄성체 스탬프의 음각부에 채워진 잉크가 전사됨으로써 인쇄가 완료된다. 이후 반복적인 인쇄 과정을 진행하기 위해 탄성체 스탬프의 음각부에 잔류하는 인쇄를 제거하는 과정을 진행한다.

이하, 도 1을 참조하여 종래의 탄성체 스탬프를 이용한 음각 인쇄공정를 간략하게 설명하기로 한다.

도 1은 탄성체 스탬프를 이용한 음각 인쇄 공정을 나타낸 공정도이다.

먼저, 잉크공급부(13)를 통해 음각으로 패턴이 형성된 탄성체 스탬프(11) 표면에 패턴 형성을 위한 잉크(15)를 도포한다 이러한 과정을 통해 잉크(15)는 탄성체 스탬프(11)의 음각부 안쪽 뿐만 아니라 양각부 상부면에까지도 도포가 이루어진다. 이후, 양각부에 도포된 잉크(15)를 제거롤러(17) 등을 이용하여 제거한다. 이 때, 양각부에 잉크(15)가 잔류하게 되면 양호한 패턴을 형성할 수 없으므로, 잔류물이 없도록 깨끗이 제거하는 공정이 필수적으로 요구되고 있다. 이후, 탄성체 스탬프(11)를 기재에 밀착시키고 일정한 압력을 가하면 음각부에 채워진 잉크(15)가 기재로 전사되어 기재(19) 상면에 미세 패턴이 형성된다.

그러나, 종래의 음각 인쇄 방법에 의해서는 단차가 작은 패턴을 형성함에는 유용하나, 패턴의 수평폭에 비해 그 깊이가 상대적으로 큰 고단차 패턴을 형성하기에는 적절하지 않으며, 인쇄 잉크가 원하는 부위에만 인쇄되지 않는 제품 불량의 문제도 지적되고 있어, 고단차 패턴 제조를 위한 새로운 기술 개발이 요구되고 있으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기재 상면에 형성된 패턴이 고단차를 유지하면서 원하는 부위에만 깔끔한 패턴을 형성하며, 이러한 제조 공정이 종래의 방법에 비해 간편하게 진행될 수 있는 공정 상의 효율성을 확보할 수 있도록 함에 있으며, 이러한 과제를 당성하기 위해 고단차 패턴 제조 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명에서 제공하는 고단차 패턴 제조 방법은, (S1) 기재 상에 고단차 패턴을 형성하기 위해, 상기 고단차 패턴과 상보적인 패턴이 형성된 탄성몰드를 기재 상면에 면하도록 배치하는 단계; (S2) 상기 탄성몰드의 일단 측면에 패턴 형성용 물질을 주입시켜 상기 탄성몰드에 형성된 패턴의 음각부에 상기 패턴 형성용 물질이 채워지도록 하는 단계; (S3) 상기 탄성몰드의 패턴 음각부에 채워진 패턴 형성용 물질을 경화시키면서 상기 기재 상에 고정시키는 단계; 및 (S4) 상기 기재 상면으로부터 상기 탄성몰드를 분리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (S2)단계에 앞서서, 상기 탄성몰드의 일단 측면의 기압에 비하여, 그 반대편 측면의 기압이 낮게 유지하는 단계를 더 포함하여 진행하면 바람직하다.

상기 (S2)단계의 패턴 형성용 물질은, 아크릴레이트계 수지이면 바람직하고, 상기 아크릴레이트계 수지는, 그 점도가 100 내지 10,000cp이면 바람직하며, 상기 아크릴레이트계 수지는, 알코올계 용매를 이용하여 녹인 상태로 이용되면 더욱 바람직하다.

본 발명에 따르면, 종래의 롤프린팅 등의 방법에 의해서는 기재 상면에 고단차 패턴을 형성하는 것이 어렵고, 원하지 않는 부분에 패턴이 형성되는 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 그 제조 방법이 간이하여 공정상의 간편성 및 이러한 제조 방법을 통해 제조된 고단차 패턴이 형성된 필름을 이용하면 디스플레이 장치에서의 성능 개선에 기여할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 발명에 따라 제조된 고단차 패턴은 디스플레이 장치에 있어서, 시야각 제한 필름 등에 이용할 수 있다. 본 발명에 따라 고단차 패턴을 제조하기 위해 이용 되는 탄성몰드는 종래에 알려진 통상의 방법에 의해 제조될 수 있으며, 그 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따르는 고단차 패턴 제조에 이용된 탄성 몰드이 준비과정을 설명하기 위한 개략도들이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 고단차 패턴(101)이 형성된 마스터몰드(100)이 표면에 이형성을 향상시키기 위해 플루오로계열의 발수성 물질(102)을 스핀 코팅 방식으로 코팅한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 탄성몰드 제조용 탄성체(103)를 상기 도 2에 따라 준비된 마스터몰드(100) 상부에 부어 준 후, 도 4에 도시된 바와 같이 경화단계를 경유하여 경화된 탄성몰드(103a)를 제조하고, 마지막으로 도 5에 도시된 바와 같이, 마스터몰드(100)로부터 상기 경화된 탄성몰드(103a)를 분리해냄으로써, 하기 설명하는 기재상에 고단차 패턴 형성을 위한 탄성몰드(104)가 준비된다.

전술한 바에 따라 준비된 탄성몰드를 이용하여, 본 발명에 따르는 고단차 패턴을 제조하는 방법에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6 내지 도 9는 본 발명에 따르는 고단차 패턴 제조 방법을 설명하기 위한 개략도들이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 기재(105) 상면에 탄성몰드(104)를 배치한 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 탄성몰드(104)에 형성된 음각부의 입구쪽에 해당하는 일단 측면에서 패턴형성용 물질(106)을 주입한다. 본 실시예에서는 그 점도가 2,500cp이고, 용매로서 알코올계 용매가 사용된 아크릴계 수지가 사용되었다. 이렇게 주입된 패턴 형성용 물질(106)은 모세관현상에 의하여 탄성몰드에 형성된 음각부의 빈 공 간을 따라 화살표방향(107)으로 주입된다. 도 7은 도 6의 정면을 좌측으로 배치한 후, 그 단면을 관찰한 것을 도시한 것이다. 전체적으로 탄성몰드(104)의 음각부에 패턴 형성용 물질(106)가 모두 채워지면, 도 7에 도시된 바와 같이 소정의 경화조건하에서 주입되어 채워진 패턴형성물질(106a)을 경화시키고, 마지막으로 도 8에 도시된 바와 같이, 기재(105) 상면으로부터 탄성몰드(104)를 분리시키면, 기재 상면에 본 발명에서 목적하는 바와 같은 고단차 패턴(106)이 형성된다.

이하. 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 보다 구체적인 실시예를 참조하여 설명하기로 한다.

비교예 1

먼저, 고단차 패턴이 형성된 마스터몰드에 이형력을 높이기 위해 플루오로 계열의 발수성 물질, 예컨대 3M사의 상품명 EGC-1720을 이용하여 스핀 코팅하였다. 상기 발수처리된 마스터 몰드에 탄성체를 부은 후, 500rpm의 속도로 30초간 스핀을 준다음 90℃의 온도에서 1시간 동안 열경화시켰다. 상기 열경화된 탄성몰드를 마스터몰드로부터 분리한 후, 기재 상면에 배치하면, 탄성몰드의 젖음성으로 인하여 기재와 안정적인 접촉이 형성된다. 이후, 상기 탄성 몰드의 한쪽 측면에 패턴 형성을 위해 준비한 물질을 뿌려주면 모세관현상에 의해 탄성몰드의 음각부의 관로를 따라 패턴 형성용 물질이 채워지게 된다. 이때, 상기 패턴 형성용 물질은 점도가 낮은 아크릴레이트계의 물질을 사용하였다. 이후, 탄성몰드가 기재에 붙어있는 상태에서 UV 경화를 진행하여, 패턴 형성용 물질을 경화시키고, 이후 탄성몰드를 기재로부터 분리하면, 기재 상면에 목적하는 고단차 패턴을 형성할 수 있다.

실시예 1

패턴 형성용 물질로서, 탄성몰드를 스웰링(swelling)시킬 수 있는 물질인 PGMEA나 헥산 등이 이용되는 것에 차이가 있으며, 다른 모든 사항은 전술한 비교예 1과 동일하게 진행하였다.

실시예 2

모세관 현상에 의해 탄성 몰드 한쪽 측면에 패턴 형성용 물질을 주입함과 동시에 그 반대편에서 진공상태, 보다 구체적으로는 주입부보다 더 낮은 압력을 유지하는 조건을 더 부가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 진행하였다. 이러한 공정 조건의 부가는 패턴 음각부로 보다 신속하게 주입이 이루어질 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

도 10은 본 발명의 위 비교예 1에 따라 제조된 패턴에 관한 투과사진이며, 도 11은 종래의 방법에 따라 제조된 패턴에 관한 투과사진이다.

도 10은 기재상에 탄성몰드를 배치한 후, 패턴형성물질을 모세관현상을 이용하여 주입하고, 이후 경화단계를 진행하기 전에 그 상부에서 촬영한 투과사진으로서, 탄성몰드의 패턴 음각부에 패턴형성물질이 완전하게 주입되어 있음을 확인할 수 있다. 이에 대비하여, 도 11에 도시된 사진은 본 발명에 따르지 않는 경우로서, 탄성몰드의 패턴 음각부에 패턴형성물질이 완전하게 채워지지 않고, 패턴이 일부가 붕괴되면서 패턴 형성물질이 옆으로 퍼지는 모습이 관찰되었다. 이로부터 본 발명이 갖는 고단차 패턴 형성에 유리하고 현저한 효과를 발현되는 것을 알 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용 어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.

도 1은 탄성체 스탬프를 이용한 음각 인쇄 공정을 나타낸 공정도이다.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따르는 고단차 패턴 제조에 이용된 탄성 몰드이 준비과정을 설명하기 위한 개략도들이다.

도 6 내지 도 9는 본 발명에 따르는 고단차 패턴 제조 방법을 설명하기 위한 개략도들이다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 패턴에 관한 투과사진이며, 도 11은 종래의 방법에 따라 제조된 패턴에 관한 투과사진이다.

Claims (5)

1. (S1) 기재 상에 고단차 패턴을 형성하기 위해, 상기 고단차 패턴과 상보적인 패턴이 형성된 탄성몰드를 기재 상면에 면하도록 배치하는 단계;

   (S2) 상기 탄성몰드의 일단 측면에 패턴 형성용 물질을 주입시켜 상기 탄성몰드에 형성된 패턴의 음각부에 상기 패턴 형성용 물질이 채워지도록 하는 단계;

   (S3) 상기 탄성몰드의 패턴 음각부에 채워진 패턴 형성용 물질을 경화시키면서 상기 기재 상에 고정시키는 단계; 및

   (S4) 상기 기재 상면으로부터 상기 탄성몰드를 분리시키는 단계를 포함하고,

   상기 (S2)단계에 앞서서, 상기 탄성몰드의 일단 측면의 기압에 비하여, 그 반대편 측면의 기압이 낮게 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고단차 패턴 제조 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 (S2)단계의 패턴 형성용 물질은, 아크릴레이트계 수지인 것을 특징으로 하는 고단차 패턴 제조 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 아크릴레이트계 수지는, 그 점도가 100 내지 10,000cp인 것을 특징으로 하는 고단차 패턴 제조 방법.
5. 제3항에 있어서,

   상기 아크릴레이트계 수지는, 알코올계 용매에 녹여 사용하는 것을 특징으로 하는 고단차 패턴 제조 방법.

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